压气机/涡轮过渡流道和支板设计方法研究
发布时间：2021-02-03 10:03
压气机/涡轮过渡流道是涡扇发动机中的重要静止部件,随着航空发动机技术的发展,高低压部件之间长度缩短、径向偏移增大,对过渡流道的结构及性能提出了更高的要求。发展新的压气机/涡轮过渡流道设计方法以适应当前的压气机、涡轮部件成为了一项有应用价值的研究课题。本文针对带支板的压气机/涡轮过渡流道进行设计方法探究,旨在降低过渡流道的总压损失,并且使其内部支板适应短轴长的过渡流道。研究内容如下:1、提出了压气机、涡轮过渡流道内外壁型线设计方法,该方法的主要特征是构造以直线为主的流道扩张面型线。采用该方法对GP7000航空发动机压气机过渡流道及E3航空发动机涡轮过渡流道的内外壁型线进行了设计,同时对流道的进出口转接半径进行了参数化研究。将设计前后的压气机/涡轮过渡流道进行气动性能对比。结果表明:设计前后流道的进出口气动参数与原型匹配良好;设计后的压气机过渡流道总压损失系数较原型降低了17%,设计前后的涡轮过渡流道总压损失系数相近。2、对E3航空发动机涡轮过渡流道进行了验算,将计算所得的进出口马赫数、气流角与实验值对比;鉴于内外壁面静压的变化反映了流道的逆压梯...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究背景
1.2 压气机/涡轮过渡流道型线研究现状
1.2.1 压气机过渡流道研究现状
1.2.2 涡轮过渡流道研究现状
1.3 过渡流道内部支板研究现状
1.4 研究课题的主要内容
2 三维CFD数值模拟方法
2.1 网格划分
2.2 控制方程
2.3 湍流模型
2.4 求解过程
2.5 气动分析
3 压气机/涡轮过渡流道型线设计方法
3.1 压气机/涡轮过渡流道型线几何构造方法
3.1.1 流道扩张面构造方法
3.1.2 流道收缩面构造方法
3.2 模型验算
3.2.1 验算模型的数值模拟
3.2.2 验算模型的气动分析
3.3 压气机/涡轮过渡流道初始设计与数值模拟
3.3.1 对设计原型的几何重构
3.3.2 设计方案及原型的数值模拟
3.4 转接半径对压气机/涡轮过渡流道性能影响
3.4.1 转接半径对压气机流道的影响
3.4.2 转接半径对涡轮流道的影响
3.5 考虑支板堵塞的压气机/涡轮设计流道
3.5.1 考虑支板堵塞的压气机流道
3.5.2 考虑支板堵塞的涡轮流道
3.6 本章小结
4 集成支板设计方法
4.1 集成支板叶型设计方法
4.2 初始集成支板设计
4.3 集成支板的数值模拟
4.4 集成支板的参数化研究
4.4.1 前尾缘倾角对集成支板的影响
4.4.2 前缘半径对集成支板的影响
4.5 最终设计方案与原型的对比
4.5.1 设计点工况下的性能对比
4.5.2 非设计点工况下的性能对比
4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]某型涡轮过渡段机匣子午型线数值研究[J]. 黄涛,周治华,陈绍文,王松涛. 节能技术. 2017(04)
[2]基于反问题的涡轮过渡流道支板设计方法[J]. 侯朝山,吴虎,刘昭威. 西北工业大学学报. 2017(02)
[3]一体化过渡段大叶片对涡轮部件气动影响研究[J]. 杨杰,刘冬华,潘尚能. 推进技术. 2017(04)
[4]几何因素对涡轮过渡段性能的影响[J]. 李同日,刘火星. 燃气涡轮试验与研究. 2016(04)
[5]大扩张角涡轮过渡段性能试验和数值研究[J]. 施鎏鎏,罗华玲,张颜,刘火星. 航空发动机. 2016(01)
[6]大涵道比涡扇发动机涡轮过渡流道一体化设计研究[J]. 侯朝山,吴虎,唐晓毅,刘昭威. 推进技术. 2015(11)
[7]压气机过渡段造型及三维数值模拟[J]. 屠秋野,陈劼,蒋平,严红明,蔡元虎. 航空动力学报. 2015(06)
[8]某涡轮过渡流道弯掠支板反设计及性能分析[J]. 徐倩楠,吴虎. 计算机仿真. 2013(09)
[9]某型涡轮过渡流道稳定工作范围优化设计[J]. 侯朝山,吴虎. 推进技术. 2013(09)
[10]基于二维优化方法的涡轮过渡流道设计[J]. 杨金广,吴虎,杨鹏,毛凯. 推进技术. 2013(02)
硕士论文
[1]紧凑式涡轮过渡段气动设计与研究[D]. 黄涛.哈尔滨工业大学 2017
[2]民用大涵道比风扇叶片气动设计研究[D]. 周旭.南京航空航天大学 2012
本文编号：3016323
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文研究背景
1.2 压气机/涡轮过渡流道型线研究现状
1.2.1 压气机过渡流道研究现状
1.2.2 涡轮过渡流道研究现状
1.3 过渡流道内部支板研究现状
1.4 研究课题的主要内容
2 三维CFD数值模拟方法
2.1 网格划分
2.2 控制方程
2.3 湍流模型
2.4 求解过程
2.5 气动分析
3 压气机/涡轮过渡流道型线设计方法
3.1 压气机/涡轮过渡流道型线几何构造方法
3.1.1 流道扩张面构造方法
3.1.2 流道收缩面构造方法
3.2 模型验算
3.2.1 验算模型的数值模拟
3.2.2 验算模型的气动分析
3.3 压气机/涡轮过渡流道初始设计与数值模拟
3.3.1 对设计原型的几何重构
3.3.2 设计方案及原型的数值模拟
3.4 转接半径对压气机/涡轮过渡流道性能影响
3.4.1 转接半径对压气机流道的影响
3.4.2 转接半径对涡轮流道的影响
3.5 考虑支板堵塞的压气机/涡轮设计流道
3.5.1 考虑支板堵塞的压气机流道
3.5.2 考虑支板堵塞的涡轮流道
3.6 本章小结
4 集成支板设计方法
4.1 集成支板叶型设计方法
4.2 初始集成支板设计
4.3 集成支板的数值模拟
4.4 集成支板的参数化研究
4.4.1 前尾缘倾角对集成支板的影响
4.4.2 前缘半径对集成支板的影响
4.5 最终设计方案与原型的对比
4.5.1 设计点工况下的性能对比
4.5.2 非设计点工况下的性能对比
4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]某型涡轮过渡段机匣子午型线数值研究[J]. 黄涛,周治华,陈绍文,王松涛. 节能技术. 2017(04)
[2]基于反问题的涡轮过渡流道支板设计方法[J]. 侯朝山,吴虎,刘昭威. 西北工业大学学报. 2017(02)
[3]一体化过渡段大叶片对涡轮部件气动影响研究[J]. 杨杰,刘冬华,潘尚能. 推进技术. 2017(04)
[4]几何因素对涡轮过渡段性能的影响[J]. 李同日,刘火星. 燃气涡轮试验与研究. 2016(04)
[5]大扩张角涡轮过渡段性能试验和数值研究[J]. 施鎏鎏,罗华玲,张颜,刘火星. 航空发动机. 2016(01)
[6]大涵道比涡扇发动机涡轮过渡流道一体化设计研究[J]. 侯朝山,吴虎,唐晓毅,刘昭威. 推进技术. 2015(11)
[7]压气机过渡段造型及三维数值模拟[J]. 屠秋野,陈劼,蒋平,严红明,蔡元虎. 航空动力学报. 2015(06)
[8]某涡轮过渡流道弯掠支板反设计及性能分析[J]. 徐倩楠,吴虎. 计算机仿真. 2013(09)
[9]某型涡轮过渡流道稳定工作范围优化设计[J]. 侯朝山,吴虎. 推进技术. 2013(09)
[10]基于二维优化方法的涡轮过渡流道设计[J]. 杨金广,吴虎,杨鹏,毛凯. 推进技术. 2013(02)
硕士论文
[1]紧凑式涡轮过渡段气动设计与研究[D]. 黄涛.哈尔滨工业大学 2017
[2]民用大涵道比风扇叶片气动设计研究[D]. 周旭.南京航空航天大学 2012
本文编号：3016323
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3016323.html
